رفع تکینگی در ردیابی اهداف هوایی با استفاده از سکوی سه درجه آزادی

ردیابی اهداف هوایی برای برخی از مسیرها توسط سکوهای دو درجه آزادی معمول، مستلزم تولید سرعت و شتاب های بسیار بالا است که از آن به عنوان تکینگی یاد می گردد. برای رفع این مشکل یک سکوی سه درجه آزادی که دارای یک درجه افزونگی است، پیشنهاد می شود. ایجاد افزونگی در این سکو، علاوه بر افزایش مانورپذیری و بهبود عملکرد ردیابی، امکان عبور از نقاط تکین معمول در ساختارهای دو درجه آزادی را بدون نیاز به تولید سرعت و شتاب های بالا در محورهای حرکتی سکو ممکن می کند. چالشی که سکوی سه درجه آزادی پیشنهادی با آن روبرو است، عدم وجود جواب یکتا برای حل مسئله سینماتیک معکوس این سکو است. در این مقاله برای رفع چالش سینماتیک معکوس سکوی سه درجه آزادی دارای افزونگی، دو روش مبتنی بر کمینه سازی سرعت و شتاب محورهای حرکتی سکو پیشنهاد و با روش مرسوم شبه معکوس ژاکوبی مقایسه شده اند. در روش کمینه سازی سرعت، تابع هزینه مناسبی متشکل از خطای ردیابی و سرعت محورها به کار گرفته شده است. در روش کمینه سازی شتاب نیز تابع هزینه ای متشکل از شتاب و سرعت زاویه ای محورها به کار می رود. برای مقایسه این سه روش از چهار معیار انتگرال قدر مطلق دامنه، انتگرال مربع دامنه، انتگرال قدر مطلق دامنه با وزن دهی زمانی و انتگرال مربع دامنه با وزن دهی زمانی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی، برتری روش کمینه سازی شتاب در مقایسه با دو روش دیگر را بر اساس این معیارها نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

سکوی ردیاب سه درجه آزادی ، افزونگی ، تکینگی ، سینماتیک معکوس ، کمینه سازی شتاب